chuyen gen dong vat

Phần I: CÔNG NGHỆ CHUYỂN GEN Ở ĐỘNG VẬT Nhóm thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Thơm Trần Thị Hải Trương Thị Hậu Nguyễn Trương Tuệ Minh Cái Thị Quỳnh Thoa Nguyễn Thị Hồng 1.Khái niệm: 1.1 Chuyển gen Chuyển gen (transgenesis) đưa đoạn DNA ngoại lai vào genome thể đa bào, sau đoạn DNA ngoại lai có mặt hầu hết tế bào truyền lại cho hệ sau Nấm men, vi khuẩn tế bào nuôi cấy mang đoạn DNA ngoại lai gọi tế bào tái tổ hợp (recombinant cell) tế bào biến nạp (transformed cell) 1.2 Ðộng vật chuyển gen Ðộng vật chuyển gen động vật có gen ngoại lai (gen chuyển) xen vào DNA genome Gen ngoại lai phải truyền lại cho tất tế bào, kể tế bào sinh sản mầm Nếu dòng tế bào mầm bị biến đổi, tính trạng bị biến đổi truyền cho hệ thông qua trình sinh sản bình thường Nếu có dòng tế bào soma bị biến đổi, có thể mang tế bào soma bị ảnh hưởng không di truyền lại cho hệ sau Việc chuyển gen ngoại lai vào động vật thành công gen di truyền lại cho hệ sau 1.3 Gen chuyển Gen chuyển (transgene) gen ngoại lai chuyển từ thể sang thể kỹ thuật di truyền Các gen chuyển sử dụng để tạo động vật, thực vật chuyển gen có nguồn gốc từ loài sinh vật khác nhau: động vật, thực vật, vi sinh vật người Ví dụ: gen người đưa vào chuột vật nuôi khác lợn, bò, cừu, chim Mục đích chuyển gen nguyên tắc chuyển gen: 2.1 Mục đích chuyển gen: - Thêm thông tin di truyền ngoại lai vào genome, để ức chế gen nội sinh Gen ngoại lai thể đột biến gen nội sinh gen hoàn toàn khác - Sự thêm gen thực để tạo sinh vật có protein Sự thêm gen sử dụng để nghiên cứu chế hoạt động promoter toàn thể Sự thay gen sử dụng chủ yếu để làm bất hoạt gen biết cách thay gen nội sinh thể đột biến bất hoạt - Phương pháp dùng thông tin chức sinh học gen trường hợp thêm gen Vị trí hợp vào genome chọn lọc phù hợp với khả chứa để biểu cách ổn định 2.2 Nguyên tắc chuyển gen: - Đưa một vài gen vào thể động vất gen phải truyền lại cho hệ sau thông qua sinh sản hữu tính, tế bào kể tế bào sinh dục sinh vật phải chứa vật chất di truyền sửa đổi Công nghệ chuyển gen động vật: Công nghệ tạo động vật chuyển gen trình phức tạp gồm bước sau: tách chiết, phân lập gen mong muốn tạo tổ hợp gen biểu tế bào động vật; tạo sở vật liệu biến nạp gen; biến nạp gen vào phôi động vật; nuôi cấy phôi cấy truyền hợp tử (đối với động vật bậc cao); phân tích đánh giá tính ổn định biểu gen lạ tạo dòng động vật chuyển gen gốc cách liên tục, sản xuất động vật chuyển gen 3.1 Phân lập tạo tổ hợp gen biểu tế bào động vật: 3.1.1 phân lập gen: - Công cụ sử dụng tạo dòng : bao gồm enzyme đặc biệt có hoạt tính cắt nối DNA (enzyme hạn chế ligase), mẫu dò, vector tế bào vật chủ Tế bào vật chủ thường sử dụng tế bào vi khuẩn E coli vector thường sử dụng plasmid - Được tiến hành kỹ thuật PCR Hình 1: Sơ đồ tạo động vật chuyển gen - Người ta phân lập gen mong muốn từ sản phẩm biểu mRNA protein Hình 2: So sánh hai dạng chuyển gen 3.1.2 Tạo tổ hợp gen biểu tế bào động vật: - Ðể tạo tổ hợp gen chuyển biểu tế bào động vật, vùng chức khác gen có nguồn gốc từ loài khác kết hợp lại với điều kiện invitro cách sử dụng enzyme hạn chế DNA ligase Tất thành phần gen tách chiết tái tổ hợp để tạo thành cấu trúc gen chuyển -Ở đầu cấu trúc đầy đủ sửa đổi cách bổ sung trình tự polylinker (vùng đa nối) chứa số vị trí nhận biết đơn cho enzyme hạn chế khác cho phép xen vào cấu trúc vector thích hợp để tạo dòng biểu Hình 3: Sơ đồ cấu trúc chuyển gen biểu Tiến sĩ Ian wilmut (viện Roslin-Scotland): Trưởng nhóm nghiên cứu Cừu Dolly Hình ảnh Cừu DOLLY (05/07/1996 – 14/02/2003) - Dolly động vật nhân vô tính tạo từ tế bào sinh dưỡng trưởng thành áp dụng phương pháp chuyển nhân - Việc tạo Dolly chứng tỏ tế bào lấy từ phận thể đặc biệt tái tạo thể hoàn chỉnh - Đặc biệt hơn, điều ra, tế bào soma biệt hóa trưởng thành từ thể động vật số điều kiện định chuyển thành dạng toàn (pluripotent) chưa biệt hóa sau phát triển thành phận thể vật (Trích: http://vi.wikipedia.org/wiki/C %E1%BB%ABu_Dolly) I Ra đời: Dolly kết trình nghiên cứu lâu dài Viện Roslin tài trợ Chính phủ Anh Việc tạo Dolly sử dụng công nghệ chuyển nhân tế bào soma, nhân tế bào từ tế bào trưởng thành (lấy từ cừu giống Finnish Dorset) chuyển sang noãn bào chưa thụ tinh (tức tế bào trứng phát triển - lấy từ cừu giống Blackface) Tế bào lai sau kích thích phân chia phương pháp sốc điện phát triển sang dạng phôi bào (blastocyst) cấy vào tử cung cừu thứ ba Sau sinh ra, Dolly giống hệt mẹ Finnish Dorset hình dáng lẫn tính tình Trong năm trước đó, nhóm nghiên cứu thành công việc nhân cừu từ tế bào phôi Tuy nhiên, hoàn toàn bước đột phá mà trước có hàng loạt sinh vật tạo từ mô phôi, kể từ năm 1958 với loài ếch Xenopus laevis Cừu Dolly sinh vật nhân tạo từ tế bào động vật trưởng thành Tuy vậy, trình nhân lại có hiệu suất thấp: từ 277 trứng có 29 phôi tạo thành, có cừu sinh có Dolly sống sót Việc tạo Dolly đánh dấu bước tiến quan trọng phát triển sinh học đại Cừu DOLLY mẹ BLACK FACE Phương pháp sử dụng để tạo cừu Dolly tóm tắt sau: - Tế bào trứng cừu giống Scottish Blackface chưa thụ tinh kỳ II loại bỏ nhân - Tế bào tuyến vú cừu giống Finn Dorset, năm tuổi giai đoạn tháng cuối thời kỳ mang thai, nuôi cấy môi trường nghèo chất dinh dưỡng để pha vào pha định vị chu kỳ tế bào (pha G0) - Hai tế bào dung hợp xung điện - Các tế bào phát triển môi trường nuôi cấy thành phôi Phôi cấy vào cừu mẹ thay tiêm hormon cần thiết - Phôi phát triển đến giới hạn kiểu DNA xác định Dolly dòng vô tính, cừu Finn Dorset II Cuộc sống - Dolly sống đến hết đời Viện Roslin Nó ba lần sinh nở với cừu đực giống Welsh Mountain (tên David) có tổng cộng sáu đứa con: lần đầu sinh mang tên Bonnie vào năm 1998, sau sinh đôi năm 1999 sinh ba vào năm 2000 Vào mùa thu năm 2001, tuổi, Dolly bị mắc chứng viêm khớp trở nên lại khó khăn, sau điều trị thuốc chống viêm thành công Cừu DOLLY sinh lần I(04/1988) - Vào 14 tháng năm 2003, Dolly tiêm mũi tiêm gây chết không đau đớn (cái chết êm ái) nhằm thoát khỏi bệnh phổi trở nên trầm trọng - Thông thường cừu giống Finn Dorset Dolly có vòng đời từ 12 đến 15 năm, nhiên Dolly sống đến tuổi - Một kiểm tra trước cho thấy, mắc loại ung thư phổi gọi làJaagsiekte, bệnh thường gặp cừu gây loài Retrovirus JSRV - Những nhà khoa học Roslin phát biểu họ không nghĩ có mối liên quan bệnh tật việc Dolly vật nhân bản, cừu khác đàn chết bệnh tương tự Và bệnh phổi lại đặc biệt nguy hiểm cho vật nuôi nhà, giống trường hợp Dolly nuôi bên lí bảo mật - Tuy nhiên, số người tin tác nhân gây chết Dolly việc sinh với gene cừu tuổi, tương đương với tuổi cừu Finn Dorset dùng để nhân Cơ sở ý kiến việc phát telomere (đoạn cuối ADN) Dolly ngắn, mà điều coi kết trình lão hóa.However, the Roslin Institute have stated that intensive health screening did not reveal any abnormalities in Dolly that could have come from advanced aging Cừu DOLLY Bảo tàng Royal ( Edinburgh – Scotland) Tài liệu tham khảo: http://vi.wikipedia.org http://www.scribd.com/doc/53433996/8-tebaogoc-pgs PGS.TS Trần Quốc Dung (2011), Giáo trình công nghệ tế bào động vật Trường Đại Học Sư Phạm, Đại Hoc Huế Trần Quốc Dung, Nguyễn Hoàng Lộc, Trần Thị Lệ (2010), Công nghệ chuyển gen động - thực vật NXB Đai học Huế http://www.thpt-quangtrung-danang.edu.vn/assets/thuvien/bai%2044.ppt [...]... dao động từ 110 g trong một lít 5 3 Lợn chuyển gen Năm 1985, Hammer và cộng sự đã công bố tạo được lợn chuyển gen GH bằng phương pháp giống như đã được sử dụng để tạo ra chuột “khổng lồ“ từ năm 1982 Hình : Lợn chuyển gen siêu nạc 5 4 Cừu chuyển gen Hình: Cừu chuyển gen 5 5 Dê chuyển gen Hình: Dê chuyển gen 5.6 Bò chuyển gen Đàn bò chuyển gen 5 7 Gà chuyển gen: •Gà mái chuyển gien có thể là con đường... trong hướng liệu pháp gen dòng mầm (germ line genetic therapy) Các gen xác định các vấn đề di truyền có thể được đưa một cách trực tiếp vào trứng người chưa thụ tinh của cơ thể mẹ được biết mang các gen bệnh nhất định Cho đến nay tất cả các nghiên cứu liệu pháp gen của người đã được giới hạn để tập trung vào các mục tiêu tế bào ở đó các gen được đưa vào không trở thành một bộ phận của genome ... cho người Làm mô hình nghiên cứu trong độc chất học và bệnh ở người 5.Một số thành tựu trong chuyển gen động vật 5.1 Chuột chuyển gen - 1982 Palmiter và Brinster thành công chuyển gen của loài chuột này sang phôi loài chuột khác 5.2 Thỏ chuyển gen • Việc tạo ra thỏ chuyển gen thành công năm 1985 với gen chuyển là hormone sinh trưởng có cấu trúc MT-hGH Hình: Chú thỏ Bunny lục quang được sinh ra từ phòng... chuyển gen cũng như để phát triển cách nhận diện thế hệ sau chuyển gen một cách nhanh chóng với các phương pháp ít tốn công sức hơn Họ đã sản xuất được 3 đàn gà mang gen chuyển (với hệ thống vetor ALV) hợp nhất, ổn định và đã truyền lại cho các thế hệ sau Gần 5% gà trống sinh ra từ phôi vi tiêm được sử dụng để nhân giống Các gà trống này đã truyền gen lại cho con cháu với Nghiên cứu gà chuyển gen đang... chuyển gen vào gà và tạo ra được một dòng gà mang gen marker đặc hiệu Hiện nay các phôi gà chuyển gen này được sử dụng như là một mô hình để hiểu được sự phát triển của phôi bình thường và phôi không bình thường Các dòng gà chuyển gen mới này được sử dụng trong các nghiên cứu với mục đích tìm hiểu các khuyết điểm sinh sản như tình trạng biến dạng của chi, tật nứt đốt sống (Hình 4.8) Hình : Gà chuyển gen. .. thai của người (HCG) hoặc não thuỳ thể cá chép ), rồi thụ tinh nhân tạo 3.3 Chuyển gen vào động vật • • Để đạt được mục đích tạo động vật chuyển gen đòi hỏi phải phát triển các phương pháp chuyển gen mong muốn vào phôi Phương pháp: DEAE – dextran, calcium phosphat, vi tiêm, tế bào gốc phôi, chuyển gen qua polisome, chuyển gen vào tinh trùng và các thể của tinh trùng… 3.4 Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm... Sản phẩm dịch mã (protein): western blot, ELISA hoặc kĩ thuật miễn dịch phóng xạ (RIA) 3.6 Tạo nguồn động vật chuyển gen một cách liên tục Sau khi kiểm tra thấy gen ngoại lai đã được di truyển ổn định, tiến hành lai tạo và chọn lọc động vật chuyển gen 4 Các hướng nghiên cứu trong chuyển gen động vật • • • • • • Tốc độ lớn nhanh và hiệu quả sử dụng thức ăn cao Sản xuất protein quý dùng trong y dược Chống...3.2 Tạo nguyên liệu thích hợp cho chuyển gen: - Ở động vật có vú thì giai đoạn biến nạp gen thích hợp nhất là trứng ở giai đoạn tiền nhân (pronucleus), giai đoạn mà nhân của tinh trùng và trứng chưa dung hợp (fusion) với nhau Ở giai đoạn này tổ hợp gen lạ có cơ hội xâm nhập vào genome của động vật nhờ sự tái tổ hợp DNA của tinh trùng và của trứng - Ðối với động... một tế bào và ấp nhân tạo phôi trần để tạo cá bột 3.5 Kiểm tra động vật được sinh ra từ phôi chuyển gen • Xác định có gen lạ chuyển vào :  Kiểm tra gen chuyển có xâm nhập được vào bộ máy di truyền của động vật trưởng thành hay không Phương pháp: lai phân tử trên pha rắn hoặc PCR  Kiểm tra sản phẩm của gen lạ có được tổng hợp ra hay không ở hai mức độ: phiên mã và dịch mã Phương pháp kiểm tra: Sản phẩm... chuyển gen để nghiên cứu quá trình phát triển phôi 5.8 Khỉ chuyển gen: Như chúng ta đã biết, nguyên tắc của tinh trùng trong quá trình thụ tinh là chuyển genome đơn bội của mình vào trứng để tạo thành hợp tử Khả năng này đã được khai thác như là một chiến lược đổi mới sự phân phát DNA ngoại lai đối với sự sinh sản của động vật chuyển gen Bằng phương pháp vi tiêm tinh trùng mang plasmid tái tổ hợp một ... Những gen ngoại lai sử dụng để biến nạp vào cá gen hormone sinh trưởng (GH) người, gen GH bò, gen GH cá, gen δcrystalline gà, gen β-galactosidase vi khuẩn, gen kháng hygromycin, gen α-globin, gen. .. gen: - Thêm thông tin di truyền ngoại lai vào genome, để ức chế gen nội sinh Gen ngoại lai thể đột biến gen nội sinh gen hoàn toàn khác - Sự thêm gen thực để tạo sinh vật có protein Sự thêm gen. .. Hình : Lợn chuyển gen siêu nạc Cừu chuyển gen Hình: Cừu chuyển gen 5 Dê chuyển gen Hình: Dê chuyển gen 5.6 Bò chuyển gen Đàn bò chuyển gen Gà chuyển gen: •Gà mái chuyển gien đường sản xuất thuốc